试验6试验名称-基本时钟和低功耗模式

1、-!实验名称：基本时钟和低功耗模式姓名：学号:实验班号：机器号:1. 了解MSP430Gxxx基本时钟模块的工作原理，掌握其控制方法;2. 掌握利用时钟信号和中断技术实现定时功能的方法；3 .掌握低功耗模式控制方法。实验任务1.数字示波器的使用（在实验 5中已完成）1 ）将信号源的波形在示波器上显示出来，掌握测量周期、频率、峰峰值的方法；2）用导线将实验板的地信号与示波器的地信号相连，测量实验板上的Vcc电源信号是否正常。2.测试上电复位系统ACLK和SMCLK时钟频率，了解基本时钟模块控制寄存器各位作用。 新创建一个 MSP430G2553项目，在给出的 main.c基础上，编程输出单片机上

2、电复位后的ACLK和SMCLK时钟，用示波器测量其频率值，记录下来。答：上电复位后的ACLK时钟频率为32.77kHz 上电复位后的SMCLK时钟频率为1.04MHz程序见程序清单中的程序2.cCrystalJP8Sto 4图6-1图6-2思考：1）将实验板上JP8中间的两个插针接到:（1）32.768KH 晶振侧，如图 6-1;（2）P2.&P2.7 侧，如图 6-2。测得ACLK的结果有何不同？答：接到32.768KH晶振侧时，测得结果为32.77kHz，接到 P2.6/P2.7 侧，测得结果为 890kHz。2） 在debug下如图6-3，通过View/Register更改Sys

3、tem Clock模块控制寄存器值，分别置DIVA1、 DIVA0=01、11; DIVS1、DIVS0=10 11;置 LFXT1S0 LFXT1S0=00 10,记录示波器测量得到 的ACLK（ P1.0输出）和SMCLK （ P1.4输出）的频率值，填写在表6-1、6-2、6-3中，掌握时钟模块各控制寄存器相关位的作用。口 BC5CT12 EC5CTL3-SEES=C-XT250 =DDIVMO-0IT2S1 -DDIVM1-0-SELMO0L SEKH1=FJRCACrT3 = OxOP LFXriOF = 0一 XT20F = 0-XC4PO = C-KC4P1 = C-DIVSU

4、= U DIV5X = D一 LFXriSO = I一 LFXri51 = QRegtatsS声Z Ckjck.SDCOCTL - 0x0 J 3BCSCTL1 = 0x2 0RCELO - 0ROEL1 - 0 RSEL2 0-RSKI.3 = 0k DTVAD = （1 DIVAl = 1-STS = 01- IT2OFF = 03BCSCTL3 = 0x00图6-3 通过View/Register更改System Clock模块控制寄存器值表 6-1 DIVAxx与 ACLK关系DIVA1DIVA0ACLK频率值作用0116.39kHzACLK二分频114.0963kHzACLK八分频表

5、 6-2 DIVSxx与 SMCLK关系DIVS1DIVS0SMCLK频率值作用1026.6kHzSMCLK四分频11133.0kHzSMCLK八分频表 6-3 LFXT1SX）与 ACLK关系LFXT1S1LFXT1S0ACLK频率值时钟来源0032.77kHz外部晶振1011.762kHzVLOCLK3）分析上电复位后，CPU工作的时钟信号 MCLK频率值是多少？答：根据上电复位后寄存器的值，可以发现上电复位后MCLK频率值实际上是与 SMCLK频率值相等的（时钟源均为 DCO,且均为一分频），而上电复位后测得的 SMCLK时钟频率为1.04MHz， 故上电复位后 MCLK频率值为1.04

6、MHz。4）（提高）置RSEL3RSEL0=111;1DCO2DCO0=111;记录当前 SMCLK的频率值。这是基本时钟模 块提供的最高频率值。答：SMLCK的值为 20.1MHz。3. 掌握基本时钟模块的编程控制参看附录A实验板原理图，如图 6-1用跳线将JP8中的插针信号接到晶振 32.768Khz侧。编程控 制基本时钟模块，设置 ACLK分别为下面时钟频率，并通过P1.0输出ACLK用示波器观察：1）ACLK=16.384Hz （外部晶振二分频，约为 32768Hz/2）答：ACLK的频率为32.77kHz。程序见程序清单中的程序3.1.C。2）ACLK=VLOCLK/;（内部 VLO

7、CLK八分频，约为 12KHz/3）答：ACLK的频率为1.4243kHz。程序见程序清单中的程序3.2.C。思考：可否通过对时钟模块编程在引脚P2.4上输出ACLK?为什么？答:不可以，因为引脚P2.4在硬件层面上并未与 ACLK的输出引脚相连，所以无论如何对时钟模 块进行编程都无法做到在引脚P2.4上输出ACLK4. DCO出厂校验值的频率检测1 ）利用出厂校验值，编程使DCO分别为1MHz、16MHz,通过P1.4输出，并用示波器测量实际值。答：1MHz的实际值为 960kHz，16MHz的实际值为 15.9MHz。程序见程序清单中的程序4.1.C。2）（提高）在实验1例程test_25

8、53.c基础上，分别编程使主系统时钟工作在（1） MCLK =复位频率/8约100KHZ； （2） MCLK=DCO=16MHz 两种不同 MCLK频率下，观察灯的亮灭速度有何不 同，掌握主系统时钟的变化对程序执行速度的影响。答：在MCLK =复位频率/8时，灯的亮灭速度较慢，在MCLK=DCO=16MHz时，灯的亮灭速度较快。可见主系统时钟频率越高，程序执行的速度越快。程序见程序清单中的程序4.2.C。5. 低功耗模式学习程序L6_LPM.c见下，用跳线将 P2.3与L4短接，将P2.4用长杜邦线与 buzz短接，P1.1与K2短 接，用示波器分别观察 P1.0、P1.4输出的ACLK和SM

9、CLK 了解低功耗模式的进入和退出。1）运行程序，观察现象，并记录进入低功耗前、进入低功耗后、响应中断后、退出中断后的 时钟、发光二极管和蜂鸣器状态，并做分析。答：进入低功耗前：LED灯闪亮五次，随后蜂鸣器鸣响三次，ACLK=32.77kHz SMCLK=1.09MHz=进入低功耗后：LED灯不亮，蜂鸣器不响，ACLK与 SMCLK均无信号。响应中断后：LED灯不亮，蜂鸣器鸣响三次，ACLK=32.81kHz SMCLK=1MHz>退出中断后：LED灯不亮，蜂鸣器不响，ACLK与 SMCLK均无信号。发生以上现象的原因是在程序执行至LPM4前，程序正常执行，时钟有信号；程序执行至LPM4

10、后，单片机进入了 LPM4，CPU MCLK、SMCLK DCO均禁止，故程序不再向下执行，时钟无信 号；中断发生之后单片机被唤醒，恢复活动模式，中断子程开始执行，时钟有信号；在退出中 断之后单片机又回到了LPM4，故程序不再向下执行，时钟无信号。2）如果中断程序中有 LPM4_EXIT语句，运行的结果会有什么不同？请分析。答：在退出中断之后，LED闪亮五次，蜂鸣器不响，ACLK=32.77kHz SMCLK=1.06MHz随后LED灯不亮，蜂鸣器不响，ACLK与 SMCLK均无信号。因为中断子程中关闭了低功耗模式，所以中断子程结束之后单片机依旧为活动模式，所以LPM4;语句,程序继续向下执行

11、，时钟有信号。不过由于之后程序经过循环体的循环又执行了 故单片机又回到了 LPM4,故程序不再向下进行，时钟无信号。6. （提高）利用输出的时钟信号做中断源，实现定时功能将任务3中P1.0输出的ACLK=VLOCLK/时钟信号，作为 P1.7的中断申请信号，用导线将 P1.7 与P1.0相连即可，在中断函数中设置一个计数变量，计数中断函数被执行的次数，如果ACLK的频率值为1.5KHz（实验时，以实测的为准），那么中断函数每被执行 1500次表示一秒时间到。利用该定时功能，将 8个发光二级管设计成一个秒表，显示秒值，每秒改变一次8个发光二级管的显示。答：程序见程序清单中的程序6.1.C。思考：

12、如果要每隔5秒蜂鸣器响一声，如何在任务6的基础上编程实现？答：程序见程序清单中的程序6.2.C。程序清单:程序2.C#i nclude "io430.h" int mai n( void )/ Stop watchdog timer to preve nt time out reset WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;P1.0输出时钟 ACLK, P1.4输出时钟 SMCLKP1SEL |=BIT0+BIT4;P1SEL2 &=(BIT0+BIT4);P1DIR |=BIT0+BIT4;while(1);程序3.1.C#include "

13、io430.h"un sig ned int i;int mai n( void )/ Stop watchdog timer to preve nt time out reset WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;P1.0输出时钟 ACLK, P1.4输出时钟 SMCLKP1SEL |=BIT0+BIT4;P1SEL2 &=(BIT0+BIT4);P1DIR |=BIT0+BIT4;while(IFG1 & OFIFG)!=0)IFG1 &=OFIFG;for(i=0;i<=Oxffff;i+);BCSCTL3 |= LFXT1S_0;

14、BCSCTL1 |= DIVA_1;while(1);程序3.2.c#i nclude "io430.h" int mai n( void )/ Stop watchdog timer to preve nt time out reset WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;P1.0输出时钟 ACLK, P1.4输出时钟 SMCLKP1SEL |=BIT0+BIT4;P1SEL2 &=(BIT0+BIT4);P1DIR |=BIT0+BIT4;BCSCTL3 |= LFXT1S_2;BCSCTL1 |= DIVA_3;while(1);程序4.1.C#

15、include "io430.h"int mai n( void )/ Stop watchdog timer to preve nt time out reset WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;P1.0输出时钟 ACLK, P1.4输出时钟 SMCLKP1SEL |=BIT0+BIT4;P1SEL2 &=(BIT0+BIT4);P1DIR |=BIT0+BIT4;/ (1 )使 DCO为 1MHzif(CALBC1_1MHZ!= 0xff)BCSCTL1=CALBC1_1MHZ;DCOCTL=CALDCO_1MH Z;/ (2)使 DCO为 1

16、6MHz/*if(CALBC1_16MHZ!= 0xff)BCSCTL仁CALBC1_16MHZ;DC0CTL=CALDC0_16MH Z;*/while(1);程序4.2.C#include "io430.h"un sig ned int i;int mai n ( void )unsigned int j;/定义延时变量WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;/ (1) MCLK =复位频率/8/关闭看门狗BCSCTL2 |= DIVM_3;/ (2) MCLK=DCO=16MHz/*if(CALBC1_16MHZ!= Oxff)BCSCTL1=CALBC1_

17、16MHZ;DCOCTL=CALDCO_16MH Z; */P2SEL &=(BIT2+BIT5);P2SEL2 &=(BIT2+BIT5);P2OUT |=BIT2+BIT5;P2DIR |=BIT2+BIT5;/设置引脚P2.2和P2.5为基本输入输出功能/设置引脚P2.2和P2.5输出的初值为1II设置端口 P2.2和P2.5为输出方向for (;)II主循环P2OUT A=(BIT2+BIT5);II 将 P2.2 和 P2.5 的值取反后输出for (i=0;i<0xffff;i+); II 延时;程序 L6_LPM.c#include "io430.

18、h"#include "in430.h"void delay( un sig ned int i) / 延时函数unsigned int k;/定义局部变量for (k=0;k<i;k+);void Blink( )/LED 闪 un sig ned int i;for (i=0;i<5;i+) P2OUT &= BIT3;delay(OxeOOO);P2OUT |=BIT3;delay(OxeOOO);void Buzz( )/ 蜂鸣响 un sig ned int i;for (i=0;i<3;i+) P2OUT &= BIT

19、4;delay(0xf800);P2OUT |=BIT4;delay(0xf800);intmai n ( void ) WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; / 关闭看门狗/设置端口 P2.3输出，控制LED,P2.4输出，控制蜂鸣器P2SEL &=(BIT3+BIT4);P2SEL2 &=(BIT3+BIT4);P2OUT |= BIT3+BIT4;P2DIR |= BIT3+BIT4;/设置端口 P1.1允许中断P1SEL &=BIT1;P1SEL2 &=BIT1;P1REN |=BIT1;P1OUT |=BIT1;P1DIR &=B

20、IT1;P1IES |=BIT1;P1IFG &=BIT1;P1IE |=BIT1；_EINT();P1.0输出时钟 ACLK, P1.4输出时钟 SMCLKP1SEL |=BIT0+BIT4;P1SEL2 &=(BIT0+BIT4);P1DIR |=BIT0+BIT4;Bli nk();Buzz();for (;)/主循环LPM4; /Bli nk();#pragma vector=PORT1_VECTOR_in terruptvoid port_ISR() Buzz();P1IFG&=(BIT1);/ 清中断标志LPM4_EXIT;程序6.1.C#include &

21、quot;io430.h"#include "in430.h"int mai n( void )/ Stop watchdog timer to preve nt time out resetWDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;P1.0输出时钟ACLKP1SEL |=BIT0;P1SEL2 &=BIT0;P1DIR |=BIT0;/设置输入输出P1SEL&=BIT7;P1SEL2&=BIT7;P1DIR&=BIT7;P1SEL &=BIT1;P1SEL2 &=BIT1;P1DIR |=BIT1;P10U

22、T |=BIT1;P2SEL = 0x00;P2SEL2 = 0x00;P2DIR = 0xff;/设置时钟BCSCTL3 |= LFXT1S_2;BCSCTL1 |= DIVA_3;/设置中断P1IES|=BIT7;P1IFG&=BIT7;P1IE|=BIT7;_EINT();LPM0;un sig ned int count = 0;un sig ned char num = 0;#pragma vector=PORT1_VECTOR/置 P1 中断向量_in terrupt void LED()coun t+;if(count=1424)/1424根据之前的实测值确定nu m+;P2OUT= num;coun t=0;P1IFG&=BIT7;程序6